【電動汽車前防撞梁加工工藝結(jié)構(gòu)分析11000字（論文）】

電動汽車前防撞梁加工工藝結(jié)構(gòu)分析目錄TOC\o"1-2"\h\u54911.前言 [17]，折彎模具在拉伸和折彎過程中是固定的，當(dāng)鋁型材的兩邊在拉伸彎曲機的水平位置受到擺動臂作用，緩慢的向模具方向移動并旋轉(zhuǎn)，擺動臂在彎曲成型過程中夾緊型材兩端，油缸向外反向收縮，以施加拉力帶動夾頭運動向型材，對型材的拉彎成型從而實現(xiàn)。圖3-10張臂法拉彎成型示意圖轉(zhuǎn)臺法拉彎成型示意圖為如圖3-11所示。為達到對鋁型材的拉彎成型目的，轉(zhuǎn)臺式拉彎機的擺臂夾住型材轉(zhuǎn)動的同時拉彎摸具跟著轉(zhuǎn)動，從而達到對擠壓鋁型材的拉彎成型的目的。和上面談到的張臂法一樣對型材拉彎成型的過程中也得對型材需要施加拉伸力。不相同的是在操作的全過程中對型材的拉力是保持一致的。根據(jù)實際的需求對彎曲好的型材添加一定的補償拉力。圖3-11轉(zhuǎn)臺法拉彎成型示意圖3.4.4鋁型材拉彎成型工藝流程按照拉伸力和彎矩組合方式的不同，拉彎成型工藝技術(shù)的成型流程，一般情況下分為三種情況：先拉伸—彎曲：初期給予預(yù)緊力給鋁合金型材，讓鋁合金型材處于屈服狀態(tài)。用彎矩對鋁型材進行彎曲，在彎曲過程中始終有拉伸力，并保持不變，方向始終與型材的兩側(cè)垂直。預(yù)張力主要用于阻止型材內(nèi)表面起皺和減少成形后回彈。彎曲—后面再補位：為了把型材彎曲對型材給予彎矩，然后在縱向施加兩側(cè)端面的拉伸力給型材。預(yù)拉伸—彎曲—補拉：當(dāng)鋁合金型材拉伸到屈服狀態(tài)時，首先給予軸向拉伸力，達到型材彎曲變形后再施加彎矩。在彎曲過程當(dāng)中，保證預(yù)拉力不變，方向始終和型材兩側(cè)端面垂直并朝外。最后施加和型材端面垂直向外的拉伸力，消除拉彎成型殘余應(yīng)力，成型之后的回彈量有效的減少。3.5鋁合金防撞梁焊接工藝MIG焊接、TIG焊接、冷敷金屬焊接CMT是鋁合金焊接主要形式，此車型主要采用脈沖MIG焊接的方式把鋁合金前防撞梁總成焊接，采用這種焊接方式的優(yōu)點是可以把脈沖式送絲控制，實現(xiàn)無焊渣、無飛的濺焊接；焊接系統(tǒng)是數(shù)字化的，焊接溫度冷熱交替，大大減少焊接熱量的產(chǎn)生，減少了焊接件的熱變形;通過熔滴參數(shù)的設(shè)置，可做出更好的焊縫厚度過渡。設(shè)計中主要結(jié)合產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)，綜合考慮產(chǎn)品總成焊接方便性制定焊接工序，具體如下：拖鉤套筒與防撞橫梁焊接——左吸能盒與防撞橫梁焊接——右吸能盒與防撞橫梁焊接——左安裝板與防撞橫梁焊接——右安裝板與防撞橫梁焊接[14]。4防撞梁結(jié)構(gòu)設(shè)計汽車前、后端保護裝置的重要組成部分是防撞梁，它的主要作用，汽輛在道路上行駛低速碰撞發(fā)生時，防撞梁部分能立刻的把碰撞能量傳遞給左、右吸能盒等吸能構(gòu)件，充分吸收碰撞能量，減輕車輛低速碰撞損壞程度，可以對車輛的前后燈、鎖體和冷卻系統(tǒng)等主要部件的起到保護作用。傳統(tǒng)防撞梁頻繁運用高強度鋼板沖壓焊接而成，重量較重，加工過程也復(fù)雜?？墒卿X合金密度僅有鋼的三分之一。把傳統(tǒng)的鋼制材料采用鋁合金材料來代替，可以有效實現(xiàn)大概40%減重率，實現(xiàn)對車身的輕量化設(shè)計。本文以鋁制前防撞梁闡述為例，重點是鋁制防撞梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化措施的闡述，經(jīng)過對鋁合金防撞梁對比于鋼制防撞梁出的分析，推斷鋁合金防撞梁可以做到輕量化的同時，車輛低速碰撞的性能要求也能滿足。4.1鋁合金防撞梁介紹防撞梁和保險杠總成、吸能墊等等，是汽車前后的主干保護裝置。防撞梁總成是由一些吸能部件組成的，鋁合金防撞梁組成與傳統(tǒng)防撞梁組成是基本相同的，防撞橫梁、左右吸能盒、左右安裝基板、拖鉤套筒與支架類是防撞梁主干的組成。組件通常經(jīng)過兩個主要工藝來連接：=1\*GB3①焊接=2\*GB3②螺栓連接。其中，防撞橫梁與吸能箱是吸能的主要部件，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計特別重要。1.防撞橫梁2.吸能盒3.安裝基板4.拖鉤套筒及支架圖4-1鋁合金防撞梁構(gòu)成4.2防撞梁的外輪廓尺寸設(shè)計為保正發(fā)生碰撞時防撞梁能有效的吸能，防撞梁長度方向為往內(nèi)凹進的曲面。防撞梁前表面設(shè)計成弧形面，既兼顧美觀，又在防撞梁出現(xiàn)碰撞時，材料弧形部分的壓潰能吸收碰撞中產(chǎn)生的部分撞擊力，把撞擊點的力可以有效的分散給防撞梁全身，能達到維護駕駛員的意向。為新設(shè)計的防撞橫梁確保在車上原有吸能盒上能合理的裝上，并確保防撞梁和別的車身構(gòu)件的裝配關(guān)系，為正常使用車體縱梁、冷凝器以及車身外圍、行李箱蓋、保險杠、大燈和水箱，防撞梁Y向的長度設(shè)計為1320毫米，Z向高度設(shè)計為113毫米，X向?qū)挾仍O(shè)計為56.5毫米。防撞梁的中心線曲率半徑為R=2600毫米。4.3防撞梁的主斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計車輛發(fā)生碰撞時，把能量傳送到吸能盒的主要是防撞橫梁，因而對防撞橫梁的強度要求比較高。鋁合金防撞梁的斷面一般為多腔形，最常見的為“日”字形與“田”字形的。6系列或7系列合金擠壓型材，如6082系列、6351系列、7A53系列等。吸能箱主要通過其破碎變形將碰撞產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)部能量，其承載能力需要低于前縱梁。因此，應(yīng)選用吸能性能較好的材料，如常用的6063、6060，典型斷面有長方形形、日字形和6邊形?；暮穸?.2mm至3.0mm。底板和掛鉤套要求承載能力高。6063、6082、6060等材料使用較多?；暮穸燃s為4mm至5mm。此次利用MPV車型為主的鋁合金防撞梁為設(shè)計目標(biāo)。結(jié)構(gòu)設(shè)計以最大承載力9.2kN為目標(biāo)值進行，通過對截面和材料厚度的不斷優(yōu)化，鋁合金防撞橫梁最終設(shè)計成為“B”型，兩側(cè)吸能盒截面設(shè)計為正方形。表4-1是防撞梁各零件材料和料厚清單。采用理論計算，與鋼制防撞梁比，鋁合金防撞梁減輕2.22kg，減重率達40.4%。表4-1各部件材料清單序號名稱重量/kg材料料厚1防撞橫梁。3.766082-T6-2.62左/右側(cè)吸能板0.196063-T6-2.23左/右側(cè)安裝板。0.696005-T65.04脫鉤套筒0.16005。6所得數(shù)據(jù)為：防撞梁中心線的曲率半徑為R=2600、橫梁斷面設(shè)計為“B”字型截面、材料厚度=2.6mm。現(xiàn)有的“B”型防撞梁一般多為對稱設(shè)計，即防撞梁上下部高度相同，但在現(xiàn)實生活中車輛發(fā)生碰撞時主要的力通常集中在防撞梁的下部，在車輛碰撞測試中也是如此。是汽車整備質(zhì)量，乘客重量及其他原因?qū)е碌?。防撞梁設(shè)計高度不一致，碰撞的主要力的集中點也會有所區(qū)別，防撞梁受力點常常在下部，這導(dǎo)致下部容易向內(nèi)翻轉(zhuǎn)，影響吸能效果。所以需要對對稱的“B”型截面稍微改進，成為一種下部承受能力強、不易翻轉(zhuǎn)的新“B”型截面防撞梁。設(shè)計部分包括上部腔體與下部腔體及兩腔體的中部連接部分。上下腔體的高度要大小比例為5：5；上部腔體與下部腔體的截面為倒角成圓弧的矩形，中部連接部分為兩條相互平行的直線段；中部高度為35mm，則上部腔體高度為39mm，下部高度為39mm。4.4鋁合金防撞梁結(jié)構(gòu)設(shè)計對于針對防撞橫梁的弧度和吸能盒的大小的設(shè)計可以通過明確各型號的防撞梁和其對應(yīng)的吸能盒的橫截面以及對應(yīng)的縱梁的空間設(shè)計分布還有前方保險杠的整體尺寸形狀來實現(xiàn)需要的設(shè)計。MPV防撞大梁的拱度約為R2000。此外，為滿足對鋁合金防撞梁基本成型的工藝要求。=1\*GB3①為了適應(yīng)鋁合金的擠壓成型工藝，為方便成型，防撞橫梁和兩個吸能盒的最小圓角都設(shè)計為R3。=2\*GB3②為了橫梁和吸能盒焊接工藝達到要求，焊接邊寬度設(shè)計為8mm。=3\*GB3③為了達到焊接槍頭部操作空間達到焊接時要求，周邊的安全間隙8mm。=4\*GB3④該車型的鋁合金前防撞梁必須與整車的拖鉤套筒對齊，將防撞橫梁設(shè)計成“B”形時應(yīng)結(jié)合整車拖鉤的布置高度進行。=5\*GB3⑤為了保證通用和鋼制防撞梁裝配，鋁合金防撞梁和前縱梁的固定仍采取八個螺栓，螺栓表面涂層鋅鋁處理會產(chǎn)生氧化膜，具備自愈作用，并且通過塑料前端模塊把鋁合金防撞梁與金屬縱梁板之間相隔，避免因電位差導(dǎo)致腐蝕，耐腐蝕性優(yōu)良。5結(jié)論隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展汽車保有量的增長，交通事故的數(shù)量也大量增多，汽車行業(yè)也在向著輕量化的方向發(fā)展。防撞梁在汽車安全方面起著非常重要的地位和作用，整個行業(yè)也在不斷的規(guī)范化，國家法律法規(guī)的不斷完善，汽車輕量化已成為汽車發(fā)展的主要方向，也是降低汽車排放、降低油耗的有效措施。本課題主要對防撞梁進行研究。為了響應(yīng)汽車行業(yè)輕量化的發(fā)展，本防撞梁材料采用鋁合金結(jié)構(gòu)、強度高質(zhì)量輕等特點，汽車防撞梁作為汽車前、后保護裝置的重要組成部分，在車輛發(fā)生低速碰撞時能有效吸收碰撞能量，保護車輛，降低維修成本。

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